杨鑫
重庆广汇供电服务有限责任公司市北分公司，重庆 401120
摘要：新经济常态下，汽车成了生活的必需品，但是也诱发了环境污染、温室效应等一系列问题。对此，作为一种绿色交通，电动汽车应运而生，其充电技术则是关键影响因素。文中对电动汽车充电技术进行了分析。
关键词：电动汽车；充电技术；充电特性
1电池种类与充电特性
1.1电池种类
目前市面上的电动汽车主要使用锂电池，主流电池包含下面两种：磷酸铁锂电池和镍钴锰三元聚合物锂电池。其中磷酸铁锂电池为比亚迪汽车的研究方向，早期由于能量密度低，低温性能差等原因，较少采用，但经过改良后，目前已突破传统磷酸铁锂电池的能量密度限制，达到了三元材料水平。镍钴锰三元聚合物锂电池的能量密度高，目前应用最广，但其造价高，若能在安全性上实现突破，未来仍将占据市场主流。
1.2电池充电特性
锂电池的种类有多种，但电池的充电特性相差不大。目前的主流充电方式为智能恒功率充电。第一阶段为限流段，即电池预充电阶段，电压电流缓慢上升；第二阶段为恒流阶段，电流保持不变，电压稳定增加；第三阶段为恒功率段，电压继续上升，电流减小，充电功率保持恒定；第四阶段为恒压段（浮充），电压保持不变，电势差减小，电流减小。当蓄电池电压达到设定值，电池管理系统切断电源，充电完成。
实际调查显示，电动汽车开始充电时电池内会存有余量，日常充电只经历最后两个阶段，即恒功率段和恒压段，且恒压充电阶段时间较短，计算负荷时忽略。例如，额定功率7kW的电动汽车在7kW交流桩恒流充电时，充电功率维持在6.7kW左右，即可认为电动汽车在充电阶段功率基本恒定。
2电动汽车充电技术
2.1电池技术
针对电动汽车而言，电池技术是安全、便捷用车的关键。在该汽车研发中，电池技术是难点，其研发能力直接决定了汽车生产水平。电动汽车生产企业是否具有电池及电机系统研发能力，直接决定了其市场核心竞争力。现阶段，铅酸电池、镍氢电池及锂离子电池是市场常见的电池，其各具优缺点。从成本方面分析，铅酸电池投入最少，但是续航能力较差，且体积大、重量重，不适合需长时间驾驶的轿车使用。铅酸电池性能良好，但是成本投入较高。在性能方面，铅酸电池优势较为明显，但是价格相对较高，还需进一步优化技术。
2.2充电装置
对于电动汽车而言，充电装置安全性要求较高，不仅要求保障人员、产品的安全，而且还要求便捷性。现阶段，市场上的充电装置智能性较高，无须过多操作，只需要充电即可。现阶段研发出来的电动汽车产品充电装置，主要分为车载类型的充电装置和非车载类型的充电装置。在进行装置应用的过程中，根据能量转换存在的差异，还存在接触式装置和感应式装置。对于这些充电装置，应尽量选择经济性高、价格低廉的设备，如此才可控制成本，获取更多的运行效益。
2.3充电方式
2.3.1交流充电
交流充电，也叫作交流慢充。交流充电桩输入端同电网连接，将三相交流电输入其中，充电桩内部无须变换整流，进而输出交流电，可断开和导通电源。同时，电动机自身配置车载充电机，可直接转换输入的交流电，输出直流电。这一种充电方式速度较慢，电流和功率偏小，适合小型的电动汽车。
2.3.2直流充电
直流充电桩，也叫作直流快充，充电桩的输入与电网相连接，输出端与车载电池相连接。充电桩将三相交流电输入其中，然后经过电源模块转换成直流电，进而完成充电。直流充电桩输出电流与输入功率偏大，充电时间短，主要满足快充、大功率等充电需求。然而，因输出电流较大，发热量大，因此直接充电桩体积较大，主要运用于需要快速充电的场合（如公交汽车站）。
2.3.3无线充电方式
现阶段，电磁感应式、磁场共振式、无线电波式是三种常见的无线充电方法。
其中，电磁感应式则是在汽车底盘上安装电线圈，在地面上安装供电线圈，把电动汽车开到供电线圈正上方，供电线圈便会通过交变电流，经过电磁感应在受电线圈上出现一定的电流。磁场共振式同电磁感应式工作原理一致，不同之处在于磁场共振式中的供电线圈与受电线圈使用一样的共振周波，这便是谐振。把供电线圈和受电线圈调整到一样的频率时，其便能够彼此交换能量。
无线电波式，则是由微波发射装置、接收装置构成，其机制就好像车里边使用移动电话，在电线杆或建筑上安装一个微波发射装置，并在汽车顶部安装一个专用的微波接收装置。微波发射装置把电能转换成微波信号后发射，汽车顶部微波接收装置收到微波信号后便予以转换，把转换产生的电能及时保存在汽车电池中。
3我国电动汽车充电技术发展趋势
3.1谐振无线充电
依据电磁谐振原理，在发送端和接收端频率相同的谐振线圈可实现能量从发射线圈到接收线圈的传输。谐振的两个线圈耦合是松散的，只要调整到同一频率，即可通过共振传输能量。谐振无线充电的充电距离比感应式远，在电动汽车和一些工业领域具有较大的应用潜力。
3.2大功率充电桩
电动汽车获得了较快发展，已在公交、出租、物流和共享汽车等领域开始应用并呈增长趋势，但公共充电桩少、动力电池续航里程低、充电时间长仍是电动汽车发展的制约因素。提高续航里程就要增加动力电池的容量，并提高动力电池的电压；缩短充电时间可在动力电池允许的条件下将充电电压升到1000V，且把充电电流升到350A。为此，需建设大功率充电桩，将电动汽车直流充电系统额定值提高至1000V/350A。
3.3配合新能源发电
新能源发电有环保优势，也具有随机、波动和不可控等特点。如果能将充电设施与新能源发电集成接入电力系统，既能减小新能源接入对电力系统的不良影响，又能削弱充电设施给电力系统带来的压力。
3.4集中和分散布置充电桩
目前国内动力电池以三元锂和磷酸铁锂为主，其每次使用放电的深度越小，电池的寿命越长，最佳的充电电量在20%～90%区间。动力电池充电过程是一个电化学过程，过充或过放均会导致整个电池失效。在充电站或充电桩布置方面应参照加油站模式，首先建设集中式充电站，其次在对市场充分调研的基础上建设分散式充电桩，方便电动汽车用户能在最佳充电区间完成充电，以确保动力电池的使用寿命。
3.5充电的广泛性和智能化
随着电动汽车行业标准的制定和推行，动力电池系统和电压等级也将逐步规范。同时公共充电装置也将规范与电动汽车的充电接口和接口协议等。作为电动汽车运行的能量补给，充电系统应具备充电的广泛性，能够实现多类型动力电池的充电控制算法，与不同类型动力电池系统实现充电特性匹配，完成充电服务。未来的充电服务将是智能的，作为电能从电网传输到电动汽车的“中转站”，智能充电网能够监测动力电池的放电状态，实现无损充电，避免动力电池的过放或过充；优化智能充电技术，对动力电池故障自动诊断和维护；对电量智能化管理，实现即插即充、无感支付等。
3.6规范统一交易结算模式
能耗是电动汽车的重要指标，一方面是电动汽车驱动系统的能耗指标，另一方面是电动汽车从电网获取电能的利用率。前者取决于电动汽车本身特性，后者与充电装置的电能转换效率有关。因此，采用高效充电装置，对降低电动汽车能耗具有重要意义。低能耗意味着低的使用成本，用能结算模式统一也是未来发展的方向。无论是充电模式还是换电模式，应通过系统集成构建充电桩或动力电池与用户之间规范化、可信赖的充电交易模式，减少不同厂家充换电产品差异性，提高充换电系统稳定性，建立统一规范的交易结算模式，提高电动汽车充换电操作的便利性与交易的安全性。
4结束语
总之，目前，电动汽车行业高速发展，充电技术也随之有所发展。但是同国外相比，我国充电技术依然较为落后，还应大力研发，尽早缩短距离。
参考文献
[1]周建伟，吴方捷.电动汽车充电技术研究[J].决策探索（中），2020（01）：96.
[2]刁力鹏，张亮，曾雁鸿.电动汽车充电技术与应用浅析[J].电器工业，2019（10）：70—73.
[3]付泓琨.电动汽车无线充电技术的应用价值与意义[J].科技经济导刊，2018，26（28）：95.